На калиев нитрат е метална основа, и нитрат oxoanion калиев третичен съединение сол. Нейната химична формула е KNO 3, което означава, че за всеки йон К +, там е йон NO 3 - взаимодействие с това. Следователно, тя е йонна сол и представлява един от алкалния нитрат (LiNO 3, NaNO 3, RBNO 3…).
KNO 3 е силно окисляващо средство поради наличието на нитратен анион. Тоест, той функционира като резерв за твърди и безводни нитратни йони, за разлика от други силно разтворими във вода или силно хигроскопични соли. Много от свойствата и употребите на това съединение се дължат на нитратния анион, а не на калиевия катион.
Кристалите KNO 3 с иглени форми са илюстрирани на изображението по-горе. Естественият източник на KNO 3 е солетърът, известен с имената Saltpeter или salpetre, на английски език. Този елемент е известен още като калиев нитрат или нитро минерал.
Среща се в засушливи или пустинни райони, както и изблик от кавернозни стени. Друг важен източник на KNO 3 е гуано, екскрементите на животни, които обитават суха среда.
Химическа структура
В горното изображение е представена кристалната структура на KNO 3. Лилавите сфери съответстват на йони К +, докато червените и сините са съответно кислородните и азотните атоми. Кристалната структура е от орторомбичен тип при стайна температура.
Геометрията на аниона NO 3 - е тази на триъгълна равнина, с кислородните атоми в върховете на триъгълника, а азотния атом в центъра му. Той има един положителен формален заряд на азотния атом и два отрицателни формални заряда върху два кислородни атома (1-2 = (-1)).
Тези два отрицателни заряда на NO 3 - делокализират се между трите кислородни атома, поддържайки винаги положителния заряд на азота. Като един резултат на това йоните К + в стъкло избягва разположени над или под азот аниони NO 3 -.
Всъщност изображението демонстрира как K + йони са заобиколени от кислородните атоми, червените сфери. В заключение, тези взаимодействия са отговорни за подреждането на кристалите.
Други кристални фази
Променливи като налягане и температура могат да променят тези схеми и да създадат различни структурни фази за KNO 3 (фази I, II и III). Например фаза II е тази в изображението, докато фаза I (с триъгълна кристална структура) се образува при нагряване на кристалите до 129 ° С.
Фаза III е преходно твърдо вещество, което се получава от охлаждане на фаза I и проучванията показват, че той проявява някои важни физични свойства, като например фероелектричност. В тази фаза кристалът образува слоеве калий и нитрати, вероятно чувствителни към електростатични отблъсквания между йони.
В слоевете на фаза III на NO 3 - аниони губят малко от тяхната плоскостността (кривите на триъгълник малко), за да позволи тази конструкция, която, в случай на механично смущения, става структурата на фаза II.
Приложения
Солта е от голямо значение, тъй като се използва в много човешки дейности, които се проявяват в промишлеността, селското стопанство, храните и др. Тези приложения включват следното:
- консервирането на храната, особено месото. Въпреки съмнението, че участва в образуването на нитрозамин (канцерогенен агент), той все още се използва в деликатесите.
- Тор, защото калиев нитрат осигурява два от трите макронутриента в растенията: азот и калий. Наред с фосфора, този елемент е необходим за развитието на растенията. Тоест, това е важен и управляем резерв от тези хранителни вещества.
- Ускорява изгарянето, като е в състояние да произвежда експлозии, ако горимият материал е голям или ако е фино разделен (по-голяма повърхност, по-голяма реактивност). В допълнение, той е един от основните компоненти на барута.
- Улеснява премахването на пънове от отсечените дървета. Нитратите доставят азота, необходим на гъбичките, за да унищожат дървесината на пънове.
- Той се намесва в намаляването на зъбната чувствителност чрез вграждането си в пасти за зъби, което повишава защитата на болезнените усещания на зъба, произведени от студ, топлина, киселина, сладкиши или контакт.
- Той се намесва като хипотензив в регулирането на кръвното налягане при хората. Този ефект ще бъде даден или взаимосвързан с промяна в екскрецията на натрий. Препоръчителната доза при лечение е 40-80 mEq / ден калий. В тази връзка се посочва, че калиев нитрат би имал диуретично действие.
Как се прави?
Повечето от нитратите се произвеждат в мините на пустините в Чили. Може да се синтезира чрез различни реакции:
NH 4 NO 3 (aq) + KOH (aq) => NH 3 (aq) + KNO 3 (aq) + H 2 O (l)
Калиевият нитрат също се получава чрез неутрализиране на азотна киселина с калиев хидроксид при силно екзотермична реакция.
KOH (aq) + HNO 3 (конц) => KNO 3 (aq) + H 2 O (l)
В индустриален мащаб калиевият нитрат се получава чрез реакция на двойно изместване.
NaNO 3 (aq) + KCl (aq) => NaCl (aq) + KNO 3 (aq)
Основният източник на KCl е от минерала силивин, а не от други минерали като карналит или каинит, които също са съставени от йонен магнезий.
Физични и химични свойства
Калиевият нитрат в твърдо състояние се появява като бял прах или под формата на кристали с орторомбична структура при стайна температура и триъгълна при 129 ° С. Той има молекулно тегло 101.1032 g / mol, без мирис и има остър физиологичен вкус.
Това е съединение, много разтворимо във вода (316-320 g / литър вода, при 20 ° C), поради своята йонна природа и лекотата, която водните молекули трябва да разтварят K + йона.
Плътността му е 2,1 g / cm 3 при 25 ºC. Това означава, че е приблизително два пъти по-гъста от водата.
Техните точки на топене (334 ° C) и точки на кипене (400 ° C) са показателни за йонните връзки между K + и NO 3 -. Те обаче са ниски в сравнение с тези на други соли, тъй като енергията на кристалната решетка е по-ниска за едновалентните йони (тоест с ± 1 заряди), а също така имат не много сходни размери.
Той се разлага при температура, близка до точката на кипене (400 ºC), за да се получи калиев нитрит и молекулен кислород:
KNO 3 (s) => KNO 2 (s) + O 2 (g)
Препратки
- Pubchem. (2018). Калиев нитрат. Произведено на 12 април 2018 г. от: pubchem.ncbi.nlm.nik.gov
- Ан Мари Хелменстин, доктор на науките (29 септември 2017 г.). Факти за солене или калиев нитрат. Произведено на 12 април 2018 г. от: thinkco.com
- K. Nimmo & BW Лукас. (22 май 1972 г.). Конформация и ориентация на NO3 в афазен калиев нитрат. Природа Физическа наука 237, 61–63.
- Адам Рендзиковски. (8 април 2017 г.). Кристали от калиев нитрат., Произведено на 12 април 2018 г. от:
- Акта Крист. (2009 г.). Растеж и монокристално усъвършенстване на фазов III калиев нитрат, KNO 3. В65, 659-663.
- Марни Улф. (03 октомври 2017 г.). Рискове с калиев нитрат. Произведено на 12 април 2018 г. от: livestrong.com
- Amethyst Galleries, Inc. (1995-2014). Минералната нитра. Произведено на 12 април 2018 г. от: galleries.com